锂电池均衡解决技术处理SOC和C/E失配问题

为了给设备供应足够的电压，锂电池组通常由多个电池串联而成，但是倘若电池之间的容量失配便会影响整个电池组的容量。为此，我们要对失配的电池进行均衡。本文讨论了电池均衡的概念和一些留意事项。

锂电池组通常由一个或几个电池包并联，每个电池包由3到4个电池串联构成。这种组合方式能同时满足笔记本电脑、医疗设备、探测仪器及工业使用所需的电压和功率要求。然而，这种使用普遍的配置通常并不能发挥其最大功效，因为倘若某个串联电池的容量与其它电池不匹配将会降低整个电池组的容量。

电池容量的不匹配包括充电状态(SOC)失配和容量/能量(C/E)失配。在两种情况下，电池组的总容量都只能达到最弱电池的容量。在大多数情况下，引起电池失配的原由是工艺控制和测试手段的不完善，而不是锂离子本身的化学属性变化。棱柱形锂电池(LiIonprismaticcell)在加工时要更强的机械压力，电池之间更容易出现差异。此外，锂离子聚合物电池也会因为采用新的工艺而出现电池之间的差异。

采用电池均衡解决技术可处理SOC和C/E失配问题，从而改进串联锂电池组的性能。通过在初始调节过程中对电池进行均衡解决可以矫正电池失配问题，此后只需在充电过程中进行均衡即可，而C/E失配则非得在充、放电过程都进行均衡。尽管关于某个电池厂商而言其产品缺陷率可能很低，但为了戒备出现电池使用寿命过短的问题，我们依然有必要供应进一步的质量保证。

电池均衡的含义

工作电压为6V或以上的便携式设备采用串联电池组供电，这种情况下电池组的总电压为各串联电池电压之和。便携式电脑的电池组通常由三、四个电池串联而成，标称电压为10.8V或14.4V。在大多数此类使用中，单个串联电池组无法供应设备所需能量。目前最大的电池(如18650)可供应2,000mAh(毫安middot;小时)能量，而电脑要50-60Whr(5,000-6,000mAh)的能量，因此非得给串联的每个电池并联三个电池。

电池均衡是指对串联电池组中不同的电池(或电池包)采用差分电流。串联电池组中每个电池的电流通常是相同的，因此非得给电池组新增额外的元件和电路来实现电池均衡。惟有当电池组中的电池是串联的，同时串联电池等于或大于三级时才会考虑电池均衡问题。当电池组中所有电池都满足下面两个条件时，便实现了电池均衡：

1.倘若所有电池的容量相同，那么当它们的相对充电状态相同时便实现了电池均衡。SOC通常以当前容量与额定容量的百分比来表示，因此，开路电压(OCV)可作为SOC的一个掂量标准。倘若一个不均衡电池组中的所有电池可以通过差分充电达到满容量(均衡点)，它们便可以进行正常的充放电而无需任何额外的调整，通常这种调整是一次性的。用户在使用新电池时，通常要求对电池进行长时间充电，这个过程实际上包括一次完整的放-充电。该过程使负载最小化，并使电池充电时间最长，降低对电池均衡电路的要求。

2.倘若电池的容量不同，当SOC相同时也认为它们是均衡的。但SOC只是一个相对值，每个电池容量的绝对值是不同的。为了使容量不同的电池的SOC相同，每次对串联电池进行充放电时都非得使用差分电流。正常充放电的时间比初次充放电更短，并要更大的电流。

当电池组中的电池不均衡时，它的可用容量将减少，串联电池组中容量最低的电池将决定电池组的总容量。在不均衡电池组中，一个或几个电池会在其它电池尚需充电时便已达到最大容量。而在放电时，未完全充电的电池又会比其它电池先放完电，使电池组因电压不足而提前停止供电。

声明： 本站所发布文章部分图片和内容自于互联网，如有侵权请联系删除